机械制造基础工程材料铸造

铸造(zhùzào)引言(yǐnyán)：1、铸造(zhùzào)的概念将经过熔化的液态金属浇注到与零件形状、尺寸相适应的铸型型腔中，冷却凝固后获得毛坯或零件的一种工艺方法。(铸造)2、铸造的方法3、铸造的特点砂型铸造、特种铸造(2)生产成本低，较为经济(1)成型方便，适应性强(3)铸件组织性能差利用液态成形,适应各种形状、尺寸，不同材料的铸件.节省金属,材料来源广泛，设备简单。铸件晶粒粗大，力学性能差.铸造第一页，共51页。第1节砂型(shāxíng)铸造砂型铸造是以砂为主要造型材料制备(zhìbèi)铸型的一种铸造方法。目前90%以上的铸件是用砂型铸造方法生产的。一、砂型(shāxíng)铸造的工艺过程工艺准备造型落砂合箱浇注造芯清理检验熔炼金属配砂、制模铸造第二页，共51页。二、造型(zàoxíng)材料制造(zhìzào)铸型用的材料称为造型材料，砂型铸造使用主要是型砂和芯砂，它们是由砂、粘结剂和附加物组成。造型(zàoxíng)材料应具备以下性能：4、透气性1、可塑性3、耐火性2、足够的强度5、退让性型砂和芯砂在外力作用下要易于成形。型砂和芯砂在外力作用下要不易破坏。型砂和芯砂在高温下要不易软化、烧结、粘附。型砂和芯砂紧实后要易于通气。型砂和芯砂在冷却时其体积可以被压缩。第1节砂型铸造第三页，共51页。三、模样(múyàng)与芯盒1、模样(múyàng)与芯盒是制造铸型和型芯的工具。2、模样形成铸件的外形，其外形相当于铸件的外部(wàibù)形状；型芯形成铸件的内腔形状。芯盒是制造型芯的工具。3、砂型铸造多用木材制造模样和芯盒。4、特种铸造用金属模、塑料模和其它模样。第1节砂型铸造第四页，共51页。模样(múyàng)和芯盒第五页，共51页。四、造型(zàoxíng)方法按造型操作方法的不同(bùtónɡ)，可分为：1、手工(shǒugōng)造型2、机器造型填砂、紧实、起模等主要有人工完成，操作灵活，生产率低，主要用于单件小批量生产。填砂、紧实、起模等实现机械化，生产率高，投资大，主要用于批量生产。主要方法有：主要方法有：整模造型挖砂造型三箱造型活块造型刮板造型假箱造型振压紧实、抛砂紧实分模造型第1节砂型铸造刮板分模整模挖砂假箱三箱活块第六页，共51页。五、铸造工艺(gōngyì)设计铸造工艺图是表示铸型分型面、浇冒口系统、浇注位置、型芯结构尺寸、控制凝固措施（冷铁、保温衬板）等的图样(túyàng)。图中应表示出：铸件的浇注位置、分型面、型芯的数量、形状、尺寸及固定方法、加工余量、起模斜度、浇口、冒口、冷铁的尺寸和位置。

第七页，共51页。1.铸造(zhùzào)方案的确定（1）浇注位置的选择

浇注位置的选择应考虑(kǎolǜ)以下原则：

a）体积收缩大的合金及壁厚差较大的铸件，应按定向凝固的原则，将壁厚较大的部位和铸件的热节部置于上部或侧部，以便设置冒口进行补缩。第八页，共51页。b)铸件的重要(zhòngyào)加工面应朝下或位于侧面第九页，共51页。c）具有大面积的薄壁铸件，应将薄壁部分放在铸型(zhùxínɡ)的下部，同时要尽量使薄壁部分处于垂直位置或倾斜位置。箱盖浇注(jiāozhù)时的位置第十页，共51页。d）具有大平面(píngmiàn)的铸件，应将铸件的大平面(píngmiàn)朝下。平板浇注(jiāozhù)时的位置第十一页，共51页。e）尽量减少型芯的数目(shùmù)，最好使型芯位于下型以便下芯和检查，同时应保证型芯在铸型中安放牢靠、排气通畅。第十二页，共51页。（2）分型面的选择

分型面为铸型组元间的接合面，选择分型面应考虑以下原则：a）分型面应尽量采用平面分型，避免曲面(qūmiàn)分型，并应尽量选在最大截面上，以简化模具制造和造型工艺。a)b)分型面应选(yīnɡxuǎn)在最大截面处第十三页，共51页。b）尽量将铸件(zhùjiàn)全部或大部放在同一砂箱以防止错型、飞翅、毛刺等缺陷，保证铸件(zhùjiàn)尺寸的精确。a)不合理(hélǐ)b)合理(hélǐ)分型面的位置(wèizhi)应能减少错型、飞翅第十四页，共51页。c）应使铸件(zhùjiàn)的加工面和加工基准面处于同一砂箱中，可避免错型。a)不合理(hélǐ)b)合理(hélǐ)螺栓(luóshuān)塞头的分型面第十五页，共51页。d）若铸件(zhùjiàn)的加工面很多，又不可能全部与基准面放在分型面的同一侧时，则应使加工基准面与大部分加工面处于分型面的同一侧。e）尽量减少分型面的数目，最好只有一个分型面。见图。a)不合理(hélǐ)b)合理(hélǐ)分型面数目(shùmù)的确定第十六页，共51页。f）铸件(zhùjiàn)的非加工表面上，尽量避免有披缝。a)不正确(zhèngquè)b)正确(zhèngquè)分型面的位置(wèizhi)应能避免披缝第十七页，共51页。六、造芯及合箱1、造型(zàoxíng)芯2、合箱型芯的作用一是形成铸件的内腔，二是简化模型(móxíng)的外形，以制出铸件上的台和槽等。型芯采用比型砂(xíngshā)更好的造型材料。造芯方法也有手工造芯和机器造芯两种。铸型的装配工序简称合箱。合箱前，在铸型中放好型芯、扣上上箱、放置浇口杯。合箱后，两箱要卡紧，防止错箱和抬箱。第1节砂型铸造第十八页，共51页。七、铸铁(zhùtiě)的熔炼及浇注1、铸铁的熔炼设备有冲天炉和感应炉等。其原料有金属料、燃料(ránliào)和熔剂。2、浇注系统：引导金属液进入铸型型的通道。它包括(bāokuò)浇口杯、直浇道、横浇道和内浇道四个部分组成。第1节砂型铸造第十九页，共51页。八、落砂、清理(qīnglǐ)和检验1、落砂：出箱的温度一般不高于500度，以免(yǐmiǎn)铸件产生内应力或开裂。清砂是清除(qīngchú)型砂和芯砂的过程，有水力清砂和水爆清砂两种方法。2、清理：去除表面粘砂的方法有滚筒清理、喷射清理和抛丸清理等方法。3、检验：主要包括外观检验、内部检验、化学性能和金相检验等。

将浇注成形后的铸件从型砂和砂箱中分离出来的工序，它分为出箱和清砂两个过程。有手工落砂和机械落砂两种方法。去除浇口、冒口、飞边、毛刺以及表面粘砂的工序。其任务是确定合格的铸件，去除有缺陷的铸件。第1节砂型铸造第二十页，共51页。第2节特种(tèzhǒng)铸造1、概念(gàiniàn)：3、常用(chánɡyònɡ)的特种铸造方法：2、特种铸造的特点：引言：铸件精度高，力学性能好；生产率高；工人劳动条件好等。特种铸造是指砂型铸造以外的其他铸造方法。金属型铸造压力铸造熔模铸造离心铸造第2节特种铸造第二十一页，共51页。一、金属型铸造将液态金属注入(zhùrù)用金属制成的铸型中，以获得铸件的方法。1、工艺(gōngyì)特点：一型多铸，铸件精度高，力学性能好，但成本高，主要(zhǔyào)用于大批大量生产铜、铝、镁等非铁合金铸件。2、工艺过程：金属型铸造第2节特种铸造第二十二页，共51页。二、熔模铸造将蜡料制成模样，在上面涂以若干层耐火涂料制成型壳，然后加热型壳，使模样熔化(rónghuà)、流出，并焙烧成有一定强度的型壳，再经浇注，去壳而得到铸件的一种铸造方法。1、工艺(gōngyì)特点：以熔化模样为起模方式。铸件精度高，是少无切削加工(jiāgōng)的方法之一。其设备简单，生产批量不受限制，主要用于大批、大量生产。其缺点是工艺过程复杂，生产周期长。2、工艺过程：熔模铸造第2节特种铸造第二十三页，共51页。三、压力(yālì)铸造将熔融的金属在高压下，快速压入金属铸型(zhùxínɡ)的型腔中，并在压力下凝固，以得到铸件的一种铸造方法。1、工艺(gōngyì)特点：高速高压。2、工艺过程：压力铸造多用于非铁合金（如铝、铜、镁等）精密铸件的批量生产。第2节特种铸造第二十四页，共51页。四、离心(líxīn)铸造将熔融的金属浇入高速旋转的铸型中，使金属液在离心力的作用下凝固成形，以得到铸件的一种铸造(zhùzào)方法。1、工艺(gōngyì)特点：组织紧密，铸件质量好。2、工艺过程：离心铸造用于生产空心铸件。第2节特种铸造第二十五页，共51页。几种铸造(zhùzào)方法的比较第二十六页，共51页。作业题1、机床手轮在单件和批量生产时应分别使用何种铸造(zhùzào)方法？2、指出以下零件在批量生产时应使用何种铸造(zhùzào)方法？

大污水铸铁管、汽轮机叶片、机床床身、齿轮滚刀、铝活塞、皮带轮第二十七页，共51页。第二十八页，共51页。第二十九页，共51页。第三十页，共51页。整模造型(zàoxíng)第三十一页，共51页。刮板(ɡuābǎn)造型第三十二页，共51页。假箱造型(zàoxíng)第三十三页，共51页。挖砂造型(zàoxíng)第三十四页，共51页。三箱造型(zàoxíng)第三十五页，共51页。活块造型(zàoxíng)第三十六页，共51页。砂型(shāxíng)铸造第三十七页，共51页。金属型铸造第三十八页，共51页。熔模铸造第三十九页，共51页。压力(yālì)铸造第四十页，共51页。离心(líxīn)铸造第四十一页，共51页。分模造型(zàoxíng)第四十二页，共51页。作业题1、机床手轮在单件和批量生产时应分别使用何种铸造方法？

2、指出(zhǐchū)以下零件在批量生产时应使用何种铸造方法？

大污水铸铁管、汽轮机叶片、机床床身、齿轮滚刀、铝活塞、皮带轮第四十三页，共51页。整模造型的模样(múyàng)是整体的，分型面是平面，铸型型腔全部在半个铸型内，其造型简单，铸件不会产生错型缺陷。适用于铸件最大截面在一端，且为平面的铸件。第四十四页，共51页。分模造型是将模样沿最大截面(jiémiàn)处分成两半，型腔位于上、下两个砂箱内，造型简单省工。常用于最大截面(jiémiàn)在中部的铸件。第四十五页，共51页。刮板造型是用刮板代替实体模样造型，它可降低模样成本，节约木材，缩短生产周期。但生产率低，工人技术水平要求高。用于有等载面或回转体的大、中型(zhōngxíng)铸件的单件、小批生产、如带轮、铸管、弯头等。第四十六页，共51页。挖砂造型的模样(múyàng)是整体的，但铸件分型面为曲面。为便于起模，造型时用手工挖去阻碍起模的型砂、其造型费工、生产率低，工人技术水平要求高。用于分型面不是平面的单件、小批生产铸件。第四十七页，共51页。假箱造型是为克服挖砂造型的挖砂缺点，在造型前预先做个底胎（即假箱），然后在底胎上制下箱，因底胎不参予浇注，故称假箱。比挖砂造型操作(cāozuò)简单，且分型面整齐。适用于成批生产中需要挖砂的铸件。第四十八页，共51页。三箱造型(zàoxíng)三箱造型的铸型由上、中、下三型构成。铸件形状为两端大、中间截面小（如带轮、车床四方刀架等）。三箱造型操作(cāozuò)费工。主要适用于具有两个分型面的单件、